- 頭條華科學者提出面向微能網接入的交直流配電網協同優化調度方法2022-05-18 作者：鄭重、苗世洪 等 | 來源：《電工技術學報》 | 點擊率：導語分布式電源通過微型能源互聯網（簡稱微能網）的方式接入配電網可以充分發揮微能網多能耦合互補的特點，促進可再生能源消納。華中科技大學電氣與電子工程學院強電磁工程與新技術國家重點實驗室、華中科技大學電力安全與高效湖北省重點實驗室的研究人員鄭重、苗世洪、李超、張迪、韓佶，在2022年第1期《電工技術學報》上撰文，充分考慮交直流配電網和微能網的技術優勢及交互影響，研究了計及動態網絡重構和多能源協同的交直流配電網優化調度策略。仿真結果表明，所提調度架構能充分降低網絡運行成本，促進微能網和交直流配電網間信息交互，同時該文所提求解技術能夠在確保計算精度的前提下極大地提高求解效率。
大力發展清潔能源已經成為世界各國應對環境污染和資源枯竭等問題的重要戰略共識。隨著清潔能源大規模以分布式電源（Distributed Generation, DG）的方式接入配電網，配電網的潮流分布發生了深刻變化，傳統的配電網調度模式已經無法滿足系統的運行需求。交直流配電網由于具有拓撲結構靈活、潮流可控等優勢，成為未來智能配電網的一個重要發展趨勢。
與此同時，由于清潔能源具有隨機性、間歇性等特性，清潔能源的大量無序接入為電網安全穩定運行帶來了嚴峻挑戰，冷-熱-電-氣深度耦合的微型能源互聯網（簡稱微能網）的發展與應用為上述問題的解決提供了新的思路。因此，如何充分發揮交直流配電網靈活拓撲重構和微能網多能耦合替代的優勢，并實現二者的協同優化，已經成為進一步促進清潔能源高效消納的關鍵問題之一。
在能源互聯網發展背景下，含多能微電網接入的交直流配電網協同優化相關研究近年來漸漸興起。傳統文獻建模思路大致可以分為集中式和分布式兩大類。但是現有微能網與配電網協同優化模型研究中大多未能充分考慮配電網與微能網間的交互耦合，且未充分挖掘交直流配電網動態網絡重構和微能網用戶需求響應等靈活調度資源，無法充分發揮配電網和微能網協調調度對可再生能源消納的促進作用；此外，現有協調調度求解算法普遍存在計算復雜、耗時較長等缺陷，工程應用價值有限。
針對上述問題，華中科技大學的研究人員充分考慮交直流配電網與微能網的交互影響，研究計及動態網絡重構和多能源協同的交直流配電網優化調度策略。
圖1 交直流配電網-微能網協調調度框架
首先，根據含微能網的交直流配電網系統結構和調度模型特點，以配電網節點邊際電價和微能網購/售電功率為交互變量，結合異構分解技術構建了交直流配電網-微能網協調調度框架，進而以系統經濟性最優為目標，建立了交直流配電網協調調度模型；然后，通過二階錐約束等價變形和整數松弛定價，完成了混合整數二階錐規劃模型節點邊際電價的數學推導，并提出了一種基于極限學習機（Extreme Learning Machine, ELM）耦合交互的模型快速求解方法；最后，在含微能網的改進IEEE 33節點交直流配電網驗證本文所提模型的有效性和求解技術的高效性。
圖2 含微能網的交直流配電網結構
研究結果表明：
1）含微能網的交直流配電網協調運行框架能夠反映微能網和交直流配電網之間的影響機理，以節點邊際電價和購售電功率為交互變量的協調機制能夠有效地實現信息交互。
2）基于ELM的交直流配電網雙層協調調度模型求解方法能夠在保證求解最優性的前提下，縮短每次迭代計算時間，實現交直流配電網協同優化模型的快速求解。
3）交直流配電網和接入的微能網之間的協調調度，對于提升系統整體經濟性，促進可再生能源消納和能源清潔化轉型具有重要意義。
本文編自2022年第1期《電工技術學報》，論文標題為“面向微型能源互聯網接入的交直流配電網協同優化調度策略”，作者為鄭重、苗世洪 等。
